几个运动模型及其特点.doc

几个运动模型及其特点一、始、末速度为零的两段式运动物体做直线运动，由静止开始以大小为a1的加速度加速，经t1s速度为v后，立即以大小为a2的加速度减速，经t2s时，速度减为零，加速段的位移大小为x1，减速段的位移大小为x2，总位移为x，总时间为t。则： 1.(12分)一个小球从斜面顶端无初速度下滑，接着又在水平面上做匀减速运动，直至停止，它共运动了10 s，斜面长4 m，在水平面上运动的距离为6 m求：(1)小球在运动过程中的最大速度；(2)小球在斜面和水平面上运动的加速度大小10解析：小球在斜面上做匀加速直线运动，在斜面底端速度最大，设最大速度为vmax，在斜面上运动的时间为t1，在水平面上运动的时间为t2.则由 (t1t2)10，t1t210，得vmax2 m/s由公式2asvmax2，代入数据得a1 m/s2，a2 m/s2.答案：(1)2 m/s(2) m/s2 m/s22(11上海第31题)(12 分)如图，质量的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L=20m。用大小为30N，沿水平方向的外力拉此物体，经拉至B处。(已知，。取)(1)求物体与地面间的动摩擦因数；(2)用大小为30N，与水平方向成37的力斜向上拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t。解析：(1)物体做匀加速运动 (1分) （1分） 由牛顿第二定律 （1分） (1分) (1分)(2)设作用的最短时间为，小车先以大小为的加速度匀加速秒，撤去外力后，以大小为，的加速度匀减速秒到达B处，速度恰为0，由牛顿定律 (1分)(1分) （1分）由于匀加速阶段的末速度即为匀减速阶段的初速度，因此有 （1分） （1分） （1分） （1分）（2）另解：设力作用的最短时间为t，相应的位移为s，物体到达B处速度恰为0，由动能定理 （2分） （1分）由牛顿定律 （1分） （1分） （1分） （1分）3(2013天津卷)(16分）质量为m=4kg的小物块静止于水平地面上的A点，现用F=10N的水平恒力拉动物块一段时间后撤去，物块继续滑动一段位移停在B点，A、B两点相距x=20m，物块与地面间的动摩擦因数=0.2,g取10m/s2,，求：(l）物块在力F作用过程发生位移xl的大小：(2）撤去力F后物块继续滑动的时间t。答案：（1） x1=16m (2) t=2s4(12分)质量为m1.0 kg的小滑块(可视为质点)放在质量为M3.0 kg的长木板的右端，木板上表面光滑，木板与地面之间的动摩擦因数为0.2，木板长L1.0 m开始时两者都处于静止状态，现对木板施加水平向右的恒力F12 N，如图所示，经一段时间后撤去F.为使小滑块不掉下木板，试求：用水平恒力F作用的最长时间(g取10 m/s2) 答案：1 s16解析：撤力前后木板先加速后减速，设加速过程的位移为x1，加速度为a1，加速运动的时间为t1；减速过程的位移为x2，加速度为a2，减速运动的时间为t2.由牛顿第二定律得撤力前：F(mM)gMa1解得a1 m/s2撤力后：(mM)gMa2解得a2 m/s2x1a1t12，x2a2t22为使小滑块不从木板上掉下，应满足x1x2L又a1t1a2t2 由以上各式可解得t11 s即作用的最长时间为1 s.5.(16 分)如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出, 砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验. 若砝码和纸板的质量分别为m1 和m2,各接触面间的动摩擦因数均为. 重力加速度为g.（1）当纸板相对砝码运动时，求纸板所受摩擦力的大小；(2)要使纸板相对砝码运动,求需所拉力的大小；(3)本实验中,m1 =0. 5 kg,m2 =0. 1 kg,=0. 2,砝码与纸板左端的距离d =0. 1 m,取g =10 m/ s2. 若砝码移动的距离超过l =0. 002 m,人眼就能感知. 为确保实验成功,纸板所需的拉力至少多大? 答案：（1）f(2m1m2)g (2) f(2m1m2)g (3) F22.4 N 解析 (1)砝码对纸板的摩擦力f1m1 g桌面对纸板的摩擦力f2(m1m2)gff1f2解得f(2m1m2)g(2)设砝码的加速度为a1，纸板的加速度为a2，则f1m1a1Ff1f2m2a2发生相对运动a2a1解得F2(m1m2)g (3)纸板抽出前，砝码运动的距离x1a1t纸板运动的距离dx1a2t纸板抽出后，砝码在桌面上运动的距离x2a3tlx1x2由题意知a1a3，a1t1a3t2解得F2m1(1)m2g代入数据得F22.4 N.6一长木板在水平地面上运动，在t0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度时间图像如图所示已知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上取重力加速度的大小g10 m/s2，求：(1)物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数；(2)从t0时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小解析 (1)从t0时开始，木板与物块之间的摩擦力使物块加速，使木板减速，此过程一直持续到物块和木板具有共同速度为止由图可知，在t10.5 s时，物块和木板的速度相同设t0到tt1时间间隔内，物块和木板的加速度大小分别为a1和a2，则a1 a2式中v05 m/s、v11 m/s分别为木板在t0、tt1时速度的大小设物块和木板的质量为m，物块和木板间、木板与地面间的动摩擦因数分别为1、2，由牛顿第二定律得1mgma1 (122)mgma2联立式得10.20 20.30 (2)在t1时刻后，地面对木板的摩擦力阻碍木板运动，物块与木板之间的摩擦力改变方向设物块与木板之间的摩擦力大小为f，物块和木板的加速度大小分别a1和a2，则由牛顿第二定律得fma1 22mgfma2假设f1mg，则a1a2；由式得f2mg1mg，与假设矛盾故f1mg由式知，物块加速度的大小a1等于a1；物块的vt图像如图中点划线所示由运动学公式可推知，物块和木板相对于地面的运动距离分别为s12 s2t1物块相对于木板的位移的大小为 ss2s1 联立式得 s1.125 m二、两做直线运动的物体，在相同的时间里，它们初速和末速都相等，则：先加速后减速物体的位移以初速做匀速运动物体的位移先减速后加速物体的位移7一个固定在水平面上的光滑物块，其左侧面是斜面AB，右侧面是曲面AC,如图所示。已知AB和AC的长度相同。两个小球p、q同时从A点分别沿AB和AC由静止开始下滑，比较它们到达水平面所用的时间： A.p小球先到 B.q小球先到 C.两小球同时到 D.无法确定B8【2013广东高考】如图7，游乐场中，从高处A到水面B处有两条长度相同的光滑轨道。甲、乙两小孩沿不同轨道同时从A处自由滑向B处，下列说法正确的有A甲的切向加速度始终比乙的大B甲、乙在同一高度的速度大小相等C甲、乙在同一时刻总能到达同一高度D甲比乙先到达B处答案：BD9如图所示，竖直圆环内侧凹槽光滑，为其水平直径.两个相同的小球和（均可视为质点），从点同时以相同速率开始向上和向下沿圆环凹槽运动，且运动中始终未脱离圆环，则、两球第一次.可能在点相遇，相遇时两球的速率.可能在点相遇，相遇时两球的速率.可能在点相遇，相遇时两球的速率=.可能在点相遇，相遇时两球的速率=D102014安徽卷， 如图所示，有一内壁光滑的闭合椭圆形管道，置于竖直平面内，MN是通过椭圆中心O点的水平线已知一小球从M点出发，初速率为v0，沿管道MPN运动，到N点的速率为v1，所需时间为t1；若该小球仍由M点以初速率v0出发，而沿管道MQN运动，到N点的速率为v2，所需时间为t2.则()Av1v2，t1t2 Bv1t2Cv1v2，t1t2 Dv1v2，t1t2.选项A正确11.一平板与水平成角倾斜放置，如图所示，小物块平板的顶点由静止下滑到底端，第一次平板的A端在上B端在下，下滑用时为t1，到达底端的速度为v1，第二次B端在上A端在下，下滑用时为t,2，到达底端的速度为v2。已知由A端到B端动摩擦因数逐渐增大，则 A. t1=t2 v1=v2 B. t1t2 v1v2C. t1t2 v1=v2 D. t1t2 v1=v2C三、静止物体加速ts后再减速ts恰好回到出发点。12如图所示，一物体m在沿斜面向上的恒力F作用下，由静止从底端沿光滑的斜面向上做匀加速直线运动，经时间t力F做功为60 J，此后撤去恒力F，物体又经时间t回到出发点，若以地面为零势能点，则下列说法正确的是 () A物体回到出发点时的动能是60 JB开始时物体所受的恒力F2mgsinC撤去力F时，物体的重力势能是45 JD动能与势能相同的位置在撤去力F之后的某位置 10解析：由功能关系可知，前一个时间t内，力F做的功等于此过程中物体机械能的增量，也等于前一个时间t末时刻物体的机械能；撤去外力F后，物体的机械能守恒，故物体回到出发点时的动能是60 J，A正确；设前一个时间t末时刻物体速度为v1，后一个时间t末时刻物体速度为v2，由tt(两段时间内物体位移大小相等)得：v22v1，由mv2260 J知，mv1215 J，因此撤去F时，物体的重力势能为60 J15 J45 J，C正确；动能和势能相同时，重力势能为30 J，故它们相同的位置一定在撤去力F之后的某位置